Kinetickou energií hmotného bodu o hmotnosti m nazýváme výraz
, | (3,10) |
kde v je velikost rychlosti hmotného bodu.
Kinetická energie definovaná výrazem (3,10) závisí na rychlosti bodu vůči soustavě souřadné. Při přechodu od jedné inerciální soustavy k druhé změní se hodnota kinetické energie o konstantu. Jelikož však při výpočtech určujících energii srovnáváme vždy energii ve dvou různých stavech zkoumaného objektu (zde dvě polohy hmotného bodu), není tato neurčitost v definici kinetické energie podstatná.
Mezi prací vykonanou na hmotný bod a změnou kinetické energie hmotného bodu platí důležitý vztah:
Práce vykonaná vnějšími silami na hmotný bod, přejde-li z bodu C do bodu D, je rovna přírůstku kinetické energie hmotného bodu, tj. rozdílu mezi kinetickými energiemi hmotného bodu v bodě D a v bodě C,
. | (3,11) |
Pro důkaz tvrzení (3,11) použijeme vyjádření práce dle rovnice (3,6)
. |
V druhé z právě uvedených rovnic jsme užili vyjádření síly dle rovnice (2,1) a konstantní hodnotu hmotnosti m jsme vytkli před integrační symbol. Uvědomíme-li si, že platí
, |
můžeme výraz pro práci dále upravit;
. |
V závěrečné úpravě posledního výrazu jsme napsali za , protože výraz zřejmě znamená kinetickou energii hmotného bodu v bodě D, ve kterém se hmotný bod nachází v čase . Výraz značí kinetickou energii hmotného bodu v bodě C, tj. kinetickou energii hmotného bodu, než na něj práce byla vykonána. Tím je proveden důkaz tvrzení (3,11) .
Z rovnice (3,11) plyne též, že kinetická energie a práce A jsou veličiny se stejným fyzikálním rozměrem, tedy veličiny pro jejichž kvantitativní vyjádření užíváme stejné jednotky.